Прежде чем начать, давайте разберемся с вопросом — что такое сфера Дайсона? Плодовитый ученый Фримен Дайсон впервые описал свою одноименную концепцию сферы Дайсона в знаменательной статье 1960 года. В основе его теории лежит простой, но любопытный вопрос: если цивилизация разрастется и продвинется достаточно далеко в космическое пространство, откуда у нее появится достаточное количество энергии для самообеспечения?
Ответ Дайсона — сфера Дайсона, или полый шар, построенный вокруг Солнца, который решит космические и энергетические проблемы, согласно его статье. Следовательно, это теоретическое устройство, которое находится вокруг звезды и собирает ее энергию. Его цель — помочь привести в действие цивилизацию, потребности которой в энергии просто превзошли природный потенциал их планеты. Это часть более широкого предложения Дайсона о том, что поиски внеземного разума (SETI) должны обратить внимание на вид энергетической сигнатуры, которую может испустить такой предмет.
Все сферы Дайсона связаны с системой, называемой шкалой Кардашева, которая основана на том, сколько энергии потребляет цивилизация. Земля, например, относится к цивилизации 1-го типа в рамках этой рейтинговой системы, потому что мы используем только то количество энергии, которое доступно на нашей собственной планете. В новой статье, опубликованной ранее этим летом в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, исследователи размышляют о том, что потребуется для питания цивилизации типа 2 или типа 3, потребности которой в энергии потребляют всю их солнечную систему:
Цель этого исследования — обсудить возможность использования черных дыр в качестве источника энергии для построения Сферы Дайсона цивилизации между Типом II и Типом III … После того, как цивилизация Типа II поглотит всю энергию из родительская звезда, цивилизация Типа II будет искать другую звезду, чтобы поддерживать себя. Мы хотели бы ответить на вопрос, можно ли рассматривать черные дыры как надлежащие источники энергии или они неэффективны для обеспечения достаточного количества энергии для процветания цивилизаций.
Как Земля могла стать цивилизацией второго типа? В самом буквальном смысле, нам нужно было бы получать энергию не только от Солнца, но и от Юпитера (который сам по себе является почти звездой) и всего остального, доступного нам в нашей солнечной системе.
Естественный последующий вопрос: зачем нам вообще нужно столько энергии? Оказывается, на этот вопрос довольно легко ответить. Подумайте об энергии, необходимой для перевозки все большего числа людей в космос, а также о потребностях в энергии для собственных амбиций NASA по отправке людей на Луну. С другой стороны, вы можете представить себе целый мир, работающий на электрических батареях, а не на ископаемом топливе.
В более долгосрочной перспективе рассмотрите концепцию загрузки сознания людей в какой-то центр хранения данных, как это предлагается в многочиселнный научно-фантастических произведениях.
Допустим, память и разум человека умещаются в 2,5 терабайта хранилища, что является чрезвычайно низкой оценкой — это означает, что есть ферма серверов с 20 миллиардами терабайт, что составляет 20 миллионов петабайт или около 20 эксабайт. Это в 20 раз больше данных, чем хранится в Amazon Web Services, и на данный момент это фактически основа хранилища всего Интернета.
Таким образом, легко увидеть, сколько энергии потребует одна только эта электронная инфраструктура, не говоря уже об охлаждении, чтобы убедиться, что вся электроника может работать безопасно и устойчиво. Это точка, в которой Земле в далеком будущем, возможно, потребуется использовать всю мощь Солнца, и точка, в которой мы станем цивилизацией Кардашевского типа 2.
Как собирать энергию из черных дыр?
Вернемся к вопросу поставленному еще в самом начале материала. Ответ на него ищет глобальная коалиция ученых, анализируя шесть различных типов энергии, которые мы могли бы гипотетически использовать из черной дыры. То, что они обнаружат, может помочь нам раскрыть, как может выглядеть галактическая цивилизация следующего поколения, и даже помочь нам определить местонахождение этих инопланетян в процессе.
Другая цивилизация с даже более высокими требованиями к энергии, чем то, что мы описали выше, может решить развернуть сферу Дайсона вокруг черной дыры, с которой эти исследователи начали свою работу. Их цель — изучить энергетические потребности цивилизации, совершающей скачок от цивилизации типа 2 к цивилизации типа 3, которая может стать Землей всего за 1000 лет, согласно их научной математике на салфетке. Но возможно ли вообще использовать черную дыру, как энергию солнца или другой звезды?
Исследователи приходят к выводу, что из всех рассмотренных параметров только аккреционный диск, корона (которая представляет собой плазменный газ, окружающий черную дыру) и релятивистские струи являются многообещающими источниками энергии. Как же тогда эта цивилизация могла собрать энергию? Эта часть требует мышления за пределами сферы Дайсона и расширения до роя или пузыря Дайсона.
Рой Дайсона — это совокупность отдельных, меньших по размеру "комбайнов" какого-то типа — например, солнечных батарей — которые свободно циркулируют. Обычно их рисуют в виде кольца спутников, которые находятся на одной орбите. Это имеет смысл как способ прогнозировать движение, создавать стабильность и легко настраивать или работать с любым отдельным юнитом в рое Дайсона.
Это только более важно, если источником энергии является черная дыра, а не традиционная звезда. Рой может состоять из множества отдельных "сборщиков", размещенных вокруг различных частей черной дыры, чтобы лучше всего собирать их с аккреционного диска, короны и релятивистских джетов.
В заключение исследователи показали, что следует искать в SETI, если цивилизация 2-го типа гипотетически использует технологию сфер Дайсона для сбора энергии внутри и вокруг черной дыры. По их словам, это, скорее всего, будет в виде отработанного тепла, которое мы можем наблюдать с помощью технологии инфракрасного спектра. Все измерения черных дыр могут выглядеть примерно одинаково, но, по словам ученых, будут "аномальные пики" на тех, которые, вероятно, содержат технологии сфер Дайсона.
Земля далека от того, чтобы использовать сферу Дайсона для обработки нашего Солнца, Юпитера или даже черной дыры. Но, анализируя, как такой объект будет выглядеть и оставить после себя избыточное тепло, ученые смогут точнее идинтифицировать эту сигнатуру и находить новых соседей, которые используют сферы Дайсона на своей ближайшей черной дыре.
